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Física Laboratorial Ano lectivo 2003/04 Departamento de Física da FCTUC 1/19 Trabalho Prático ESTUDO EXPERIMENTAL DE LEIS DA DINÂMICA Objectivo – Com este trabalho pretende-se realizar a verificação experimental de diferentes leis da dinâmica e suas consequências. As experiências programadas baseiam-se na utilização de um computador e de uma interface PASCO Science Workshop (SW) 500 ou 700. 1ª PARTE Impulso da força e variação do momento linear numa colisão Introdução De acordo com a 2ª lei de Newton, a resultante das forças F r exercida sobre um objecto é directamente proporcional à aceleração r a que essa força imprime ao movimento do objecto, sendo a constante de proporcionalidade a própria massa m do objecto: a m F r r . = . Uma outra forma da escrever a 2ª lei de Newton é exprimir a força total F r pela variação temporal do seu momento linear: dt p d F r r = , onde o momento linear r p corresponde, como se sabe, ao produto da massa do corpo pela velocidade de que está animado ( v m p r r . = ). Se a força é constante no tempo (aceleração constante) podemos escrever p t F t t v m v m t p F i f i f r r r r r r = = = . . Contudo, em geral, quando dois corpos interagem (por exemplo, quando chocam) a força de interacção entre eles não é constante; ou seja, não passa instantaneamente para um dado valor, mantendo-se constante nesse valor durante certo tempo e depois desaparecendo, também instantaneamente, como representado no gráfico da figura 1-a). Pelo contrário, a força varia ao longo do tempo , por exemplo, como está ilustrado no gráfico da figura 1-b).

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Trabalho Prático

ESTUDO EXPERIMENTAL DE LEIS DA DINÂMICA

Objectivo – Com este trabalho pretende-se realizar a verificação experimental de diferentes leis da

dinâmica e suas consequências. As experiências programadas baseiam-se na utilização

de um computador e de uma interface PASCO Science Workshop (SW) 500 ou 700.

1ª PARTE

Impulso da força e variação do momento linear numa colisão

Introdução

De acordo com a 2ª lei de Newton, a resultante das forças Fr

exercida sobre um objecto é

directamente proporcional à aceleração ra que essa força imprime ao movimento do objecto, sendo

a constante de proporcionalidade a própria massa m do objecto:

amF rr.= .

Uma outra forma da escrever a 2ª lei de Newton é exprimir a força total Fr

pela variação temporal

do seu momento linear:

dtpdFrr

= ,

onde o momento linear rp corresponde, como se sabe, ao produto da massa do corpo pela

velocidade de que está animado ( vmp rr .= ).

Se a força é constante no tempo (aceleração constante) podemos escrever

ptFtt

vmvmtpF

if

if rrrrrr

∆∆⇒−

−=

∆∆

= =. .

Contudo, em geral, quando dois corpos interagem (por exemplo, quando chocam) a força de

interacção entre eles não é constante; ou seja, não passa instantaneamente para um dado valor,

mantendo-se constante nesse valor durante certo tempo e depois desaparecendo, também

instantaneamente, como representado no gráfico da figura 1-a). Pelo contrário, a força varia ao

longo do tempo, por exemplo, como está ilustrado no gráfico da figura 1-b).

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Fr

t

Fr

t

Ao produto F. tr

∆ ou F.r

dt∫ , correspondente à área delimitada respectivamente por cada uma

das curvas da figura 1, dá-se o nome de impulso da força, rI . Assim, o impulso da força é igual à

variação do momento linear provocada pela acção dessa força:

if ppI rrr−= ,

onde rpi e rp f são os valores do momento linear imediatamente antes da força começar a actuar e

imediatamente após a força deixar de actuar, respectivamente.

Esta relação pode ser verificada experimentalmente: por um lado, medindo, durante o tempo de

impacto, a força que age sobre um carro quando este choca contra um obstáculo no qual está

montado um sensor de força e, por outro, registando a velocidade do carro antes e depois do choque

com o obstáculo (por meio de um sensor de movimento).

Material necessário

Uma calha, um carro, um sensor de movimento, um sensor de força.

Procedimento

Montagem experimental

1. Verifique se a interface SW 500 ou SW 700 (fig. 2) está

ligada ao computador. Ligue a interface e, em seguida, ligue

o computador.

2. Ligue a ficha dupla do sensor de movimento (motion

sensor) aos canais digitais 1 e 2 da interface: o terminal amarelo ao canal 1 e o outro ao canal 2

(fig. 2).

a) b)

Figura 1

Figura 2

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3. Ligue a ficha DIN do sensor de força (force sensor) à entrada analógica A da interface (fig. 2).

4. Abra o programa Science Workshop no computador.

5. Aparecerá no écran uma janela como a da figura 3.

6. Comece por indicar ao programa quais os terminais que ligámos às entradas da interface. Para tal,

seleccione e arraste o ícone da ficha digital para a entrada 1 da interface. Aparecerá o écran da

figura 4, onde deve escolher o aparelho ligado à entrada digital 1, neste caso o sensor de

movimento. Essa selecção implicará a abertura do écran da figura 5, ao mesmo tempo que

começará a ouvir o sensor de movimento emitir um sinal sonoro. Nesse menu, escolha o valor 50

Hz na opção “trigger rate” (frequência de emissão), a fim de que o sinal emitido pelo sensor

tenha um alcance máximo de cerca de 2.5 metros, sensivelmente o comprimento da calha que vai

ser utilizada.

Figura 3

Figura 4

Figura 5

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Em seguida, novamente no écran da figura 3, seleccione e arraste o ícone da ficha analógica .

para a entrada A da interface. Aparecerá um écran equivalente ao da figura 4 onde deverá

escolher a opção sensor de força. No écran, agora representado na figura 6, poderá ver os ícones

do sensor de movimento (por baixo da interface, à esquerda), e do sensor de força, (por baixo da

interface, à direita). Sempre que seleccionar o ícone do sensor de movimento (por meio de dois

cliques com o rato) abre-se novamente a janela mostrada na figura 5. Quando seleccionar o ícone

do sensor de força abre-se uma outra janela (figura 7), a partir da qual é possível efectuar a

necessária calibração do sensor.

7. Antes de realizar a calibração, e voltando ao menu da figura 6, abra a opção Sampling options, à

esquerda, em baixo, e, no quadro ilustrado na fig. 8, seleccione: Periodic Samples = Fast, 200

Hz; Digital Timing = 10000 Hz. Esta opção indica ao programa a frequência com que ele deve

recolher os dados fornecidos pelos sensores ligados à interface.

Figura 6

Figura 7

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Calibração do sensor de força

8. Vamos agora proceder à calibração do sensor de força.

8.1 Para tal, na janela da figura 6, pressione duas vezes o ícone do sensor de força de modo

a abrir a janela correspondente à figura 7.

8.2 Nessa janela mostram-se os valores da calibração pré-definida do sensor, onde se pode ler

que: 50 N produzem uma tensão de 8 Volts; –50 N produzem uma tensão de –8 Volts. O

sensor de força está definido de modo a que um “puxão” seja interpretado como uma força

negativa. Por exemplo, se montarmos o sensor verticalmente (fig. 9) e nele pendurarmos um

objecto com 1 kg de massa, o sensor de força medirá –9.8N.

8.3 Monte o sensor de força num suporte semelhante ao da fig. 9, de modo a que o seu gancho

fique na vertical1.

8.4 Não coloque nenhuma massa no gancho. Pressione o botão de tara do sensor de modo a

inicializá-lo. Para calibrar o limite superior do valor da força (High value), escreva o valor 0

(zero) no campo correspondente ao High value, uma vez que não há nenhuma massa

pendurada no gancho. Carregue no botão READ.

8.5 Para calibrar o limite inferior do valor da força, pendure no gancho um objecto de massa

conhecida (cujo valor seja superior à massa do objecto que vai utilizar durante esta

parte do trabalho). No campo do Low Value, escreva o valor do peso (em Newton) do

[1]Há possibilidade de se montarem diferentes terminais no sensor de força. O gancho e uma pequena placa

com dois magnetes são os dois terminais que usaremos ao longo deste trabalho prático.

Figura 9

Figura 8

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objecto pendurado (não se esqueça que uma força que “puxa” o gancho é negativa).

Carregue no botão Read correspondente ao Low Value.

8.6 Pressione OK para voltar à janela da experiência.

Preparação dos gráficos

9. Em seguida, há que preparar os gráficos ou tabelas que vão ser necessários para o registo e

tratamento adequado dos dados obtidos. Nesta experiência, estamos interessados em preparar um

gráfico da força em função do tempo. Procedemos então do seguinte modo: no écran da figura

6, seleccione e arraste o ícone correspondente ao gráfico para o ícone do dispositivo com o

qual mede a grandeza que pretende colocar no eixo dos yy. Como neste caso a ordenada do

gráfico deve corresponder à força, o ícone deve ser arrastado para cima do ícone do sensor de

força. Aparece no écran o gráfico da figura 10.2

Em seguida, pretendemos criar um gráfico de velocidade também em função do tempo. Assim,

devemos pressionar o ícone do menu do gráfico na fig. 10 que tem essa função, , e escolher

a opção de “velocidade” no pequeno menu que se abre quando se selecciona a entrada digital 1

(figura 11). O programa está agora preparado (figura 12). Passemos às condições experimentais.

Colisão com um objecto de massa muito grande

10. Fixe o sensor de força no suporte próprio, no extremo da calha, como ilustrado na fig. 13.

[2] Como se pode ver, reduziu-se a janela da figura 6 mantendo apenas a sua parte esquerda. Para tal fez-se

um clique com o rato no ícone apropriado no canto superior direito da janela, como se indica na seguinte

figura .

Figura 10

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11. Levante o extremo oposto da calha cerca de 1.5 cm (pousando-o sobre um objecto volumoso),

de modo a que o carro deslize sempre com a mesma velocidade inicial.

Figura 11

Figura 12

Figura 13

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12. Coloque o sensor do movimento nesse extremo elevado da calha, a fim de que ele possa medir o

movimento do carro. A distância mínima entre o sensor de movimento e o carro é de 40 cm.

Coloque uma marca na calha, a 40 cm do sensor de movimento, para se lembrar que o

carro não deve aproximar-se do sensor mais do que esta distância.

13. Encoste o extremo da calha onde está o sensor de força a um objecto suficientemente pesado

para que a calha não se mova durante a colisão.

14. Retire o gancho do sensor e substitua-o por um protector magnético.

15. Meça e registe numa tabela de resultados a massa do carro.

16. Quando estiver pronto para iniciar a experiência, pressione o botão de Tara, na parte lateral do

sensor de força para inicializar o valor da força aplicada ao sensor.

17. Coloque o carro a 40 cm do sensor de movimento.

18. Antes de iniciar o registo definitivo dos dados, experimente mover o carro em frente do sensor

de movimento para ter a certeza que este está bem alinhado e “vê” (acende um LED ou apenas

emite um som, conforme os modelos) o carro que se movimenta.

19. Inicie o registo de dados premindo o botão na parte esquerda do écran e solte o carro para

ele começar a deslizar em direcção ao sensor de força.

20. Termine o registo dos dados, carregando no botão , depois do carro ter sido repelido da

colisão com o sensor de força. Na janela da experiência (fig. 14) aparecerá Run #1.

Análise dos resultados

21. Clique com o rato num dos gráficos e seleccione, sucessivamente, os botões

Escala Automática (de modo a que o gráfico inclua todos os dados

acumulados numa escala adequada 3) e Estatística , a fim de abrir a área de

tratamento estatístico dos dados, no canto inferior lado direito do gráfico. Em

seguida, seleccione a instrução Ampliar . Use o cursor para definir, no

gráfico da força em função do tempo, um rectângulo que inclua a região que

corresponde à colisão, como está ilustrado na figura 15.

[3] Os limites da escala também podem ser alterados directamente, seleccionando a escala por meio de dois cliques com

o rato.

Figura 14

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22. Pressione o botão do Menu de Estatística no gráfico da força. Seleccione a opção

Integração (fig. 16). Anote, na sua tabela de resultados, o valor obtido para a área

seleccionada. A que corresponde essa área? Porquê?

23. Pare encontrar os valores da velocidade imediatamente antes e depois da

colisão, use o cursor para desenhar um rectângulo à volta da região que

corresponde à colisão na curva da velocidade em função do tempo (fig.

15).

23.1. Seleccione o Menu de Estatística no gráfico da velocidade.

Seleccione Mínimo. Anote este valor na tabela, o qual traduz a

velocidade depois do choque.

23.2. Seleccione de novo o Menu de Estatística no gráfico da velocidade. Seleccione

Máximo. Anote este valor na tabela, o qual traduz a velocidade antes do choque.

24. Calcule e registe na tabela o momento linear antes e depois da colisão. (Atenção à convenção de

sinais.)

25. Calcule a correspondente variação de momento linear provocada pela colisão. Como relaciona

este resultado com o valor registado no ponto 22? Compare os valores obtidos e comente.

26. Qual dos dois valores obtidos – impulso da força e variação do momento linear – lhe parece

mais “fiável”? Justifique. Calcule a diferença percentual relativa entre os dois valores

−100x

BBA

. Consulte a referência bibliográfica [4], secções 1 a 5.1.

Figura 15

Figura 16

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27. Se for possível, imprima o gráfico da experiência que acaba de realizar.

Relatório

Elabore um relatório desta parte do trabalho efectuado, no qual deve incluir, para além da identificação do trabalho e da equipa (nome, licenciatura, turma e grupo) que o realizou:

• o objectivo desta parte do trabalho (4 a 5 linhas); • os resultados experimentais obtidos (organizados em tabelas e gráficos sempre que

possível); • o tratamento matemático adequado desses resultados e a discussão/comentário dos mesmos.

Bibliografia (para as três partes do trabalho) [1] M.M.R.R. Costa e M.J.B.M. de Almeida, Fundamentos de Física, Coimbra, Livraria Almedina

(1993). [2] Paul Tipler, Física, Editora Guanabara-Koogan, 4ª Edição (2000). [3] M. Alonso e E. Finn, Física, Addison-Wesley Iberoamericana (1999) [4] Introdução à análise de dados nas medidas de grandezas físicas, Coimbra, Departamento de

Física da Universidade (2003/04). [5] M.C. Abreu, L. Matias e L.F. Peralta, Física Experimental - Uma introdução, Lisboa, Editorial

Presença (1994).

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2ª PARTE

Estudo do choque elástico e inelástico.

Introdução

Consideremos dois corpos de massas m1 e m2, animados de velocidades v1 e v2, respectivamente,

movimentando-se em rota de colisão. Na colisão, os corpos exercem um sobre o outro forças iguais

e opostas e experimentam variações iguais e opostas do seu momento linear (desde que seja nula a

resultante das forças externas aplicadas a cada um deles). Nesse caso, o momento linear total dos

dois corpos conserva-se, podendo escrever-se que,

iiff pppp 2121rrrr

+=+ ,

onde rpni e rpn

f são os momentos lineares antes e depois do choque para cada um dos corpos.

Quando, além disso, a energia cinética total também se conserva o choque diz-se elástico, ou

seja, ic

ic

fc

fc EEEE

2121+=+ ,

onde Ecin

e Ecfn

são as energias cinéticas dos corpos antes e depois da colisão.

Pelo contrário, quando há variação da energia cinética total, ainda que o momento linear total se

conserve (acontece, por exemplo, quando os corpos aderem depois do impacto), o choque diz-se

inelástico. O caso particular de choque inelástico em que os corpos seguem unidos diz-se choque

perfeitamente inelástico.

Nesta experiência, produzir-se-ão choques (aproximadamente) elásticos protegendo os corpos

envolvidos na colisão com terminais magnéticos de polaridade contrária, de modo a que haja

repulsão dos corpos depois do choque. Por sua vez, serão criadas colisões inelásticas protegendo os

corpos com fita de velcro, que permitirá mantê-los unidos após o choque. Será possível, assim,

estudar-se a conservação do momento linear e da energia cinética nos dois tipos de choque.

Material necessário

Dois carros, barreiras em plástico com 5 bandas de diferentes padrões, duas células fotoeléctricas

e respectivos suportes, um medidor de nível, uma balança, barras de massa.

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Procedimento

1. Ligue a ficha de uma das células fotoeléctricas ao canal digital 1 da interface SW 500 ou 700

(fotocélula 1) e a ficha da outra célula fotoeléctrica ao canal digital 2 (fotocélula 2).

2. Na barra principal da janela do programa Science Workshop, seleccione a opção “File” e, em

seguida, “New”. Escolha depois a opção “Don’t save”. Reiniciou o programa, que fica mais

uma vez pronto para uma nova experiência.

3. Repita o procedimento dos números 5, 6 e 7 da 1ª parte deste trabalho, escolhendo agora os

novos dispositivos ligados à interface. Quando se abrir a janela correspondente à figura 4 deve

seleccionar os dispositivos “Photogate & Solid Object” (fotocélula e barreira com banda

contínua). No final, deve ter a janela da experiência indicada na figura 17.

Figura 17

4. Embora as fotocélulas não necessitem de calibração, é necessário indicar-lhes qual o

comprimento da banda padrão que será utilizada nesta experiência: banda opaca de 10 cm. Para

tal, clique duas vezes no ícone da fotocélula 1 no menu da figura 17. Abre-se o quadro

representado na figura 18. No campo apropriado escreva o comprimento da banda opaca

(atenção às unidades). Repita o procedimento para a outra fotocélula.

Figura 18

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5. Pretendemos agora criar uma tabela contendo os valores da velocidade (ms-1) de cada um dos

carros, cujo registo é feito pelas respectivas fotocélulas. Para tal, arraste o ícone da tabela , no

écran da figura 17, para cima da fotocélula nº1.

6. Abre-se então uma tabela apenas com uma coluna. Para gerar uma 2ª coluna seleccione o botão

no menu da tabela e escolha como variável a velocidade fornecida pela 2ª fotocélula.

Obtém assim um écran semelhante ao da figura 19.

7. Verifique o bom nivelamento da calha utilizando um medidor de nível e regulando os pés

ajustáveis, se necessário, de modo a que os carros não deslizem em nenhum dos sentidos. É

muito importante a calha estar bem nivelada. Se assim não for, a resultante das forças aplicadas a

cada carro será diferente de zero, não havendo conservação do momento linear total dos dois

carros.

8. Coloque uma barreira com 5 bandas de diferentes padrões, entre as quais uma banda contínua

com 10 cm de comprimento, no encaixe próprio de cada um dos carros. Pese os conjuntos

carro+barreira e registe as respectivas massas numa tabela de resultados.

9. Prenda as fotocélulas à calha, através dos suportes apropriados. Monte a fotocélula 1 do lado

esquerdo da calha e a fotocélula 2 do lado direito (fig. 20).

10. Coloque os dois carros no centro da calha e ajuste a posição das fotocélulas de modo a que a

fotocélula 1 fique à esquerda dos dois carros e a fotocélula 2 à direita deles. Coloque-as de

forma a que a distância de uma à outra seja alguns centímetros maior do que a soma do

comprimento dos carros.

Figura 19

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Figura 20

11. Ajuste a altura das fotocélulas de modo a que, quando os carros passem por baixo delas, a banda

opaca de 10 cm da barreira bloqueie o feixe da fotocélula.

ESTUDO DO CHOQUE

12. Coloque os carros na calha com as extremidades de polaridades magnéticas diferentes viradas

uma para a outra.

13. Coloque um dos carros em repouso no meio da calha, entre as fotocélulas. Coloque o outro

carro no extremo da calha. (Não é necessário ser exactamente no extremo da calha, basta que

seja a alguma distância das fotocélulas.) Carregue no botão REC. Imprima uma certa

velocidade inicial ao carro que está no extremo da calha, de modo a que atinja o carro em

repouso, ao centro. Depois de se dar a colisão e de os carros passarem pelas fotocélulas (irão

ambos passar?), prima o botão STOP. Descreva o que aconteceu com o choque.

NOTA - O procedimento anterior pode ser repetido várias vezes sem se fazer o registo dos dados,

apenas para “experimentar”.

14. Na lista de dados aparece o ficheiro RUN #1. Na tabela aparecem os valores das velocidades. A

partir desses valores calcule o momento linear total e a energia cinética total, antes e depois da

colisão. Determine a diferença percentual entre os valores medidos “antes” e “depois” do

choque. Houve conservação do momento linear? E da energia cinética? Considera que o

choque foi aproximadamente elástico ou ineslástico?

15. Coloque os carros na calha de modo a que as extremidades que têm fita de velcro fiquem

viradas uma para a outra.

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16. Coloque os dois carros do mesmo lado da calha. Carregue no botão REC e imprima uma certa

velocidade ao carro da frente; em seguida, imprima uma dada velocidade ao 2º carro, maior do

que a que imprimiu ao 1º, de modo a que o 2º carro choque com o 1º no espaço entre as

fotocélulas. Depois dos carros abandonarem o espaço entre as células pare a aquisição de

dados.

17. Repita o ponto 14.

18. Elabore um relatório desta parte do trabalho efectuado, no qual deve incluir:

• o objectivo desta parte do trabalho (4 a 5 linhas);

• os resultados experimentais obtidos (organizados em tabelas e gráficos sempre que

possível);

• o tratamento matemático adequado desses resultados e a discussão/comentário dos mesmos.

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3ª PARTE

Variação da Energia Cinética de um objecto

Introdução

Quando um objecto de massa m experimenta uma força total constante Fr

ao longo de um

percurso rectilíneo de comprimento dr

, o trabalho realizado por Fr

é dado por:

dFWrr

.= .

Por outro lado, se a força Fr

for a resultante das forças aplicadas ao objecto, o trabalho por ela

realizado é igual à variação da energia cinética desse objecto:

22

21

21

ifcicf mvmvEEW −=−= ,

onde vf e vi são a velocidades final e inicial, respectivamente.

É esta igualdade que será estudada nesta experiência.

Material utilizado – Carro, sensor de força, foto-roldana (roldana que se prende à calha e pequeno

suporte vertical onde se prende uma célula fotoeléctrica que detecta o movimento da roldana),

suporte para massas verticais, massas conhecidas.

1. Ligue o terminal da foto-roldana ao canal digital 1 da interface e a ficha DIN do sensor de força

à entrada analógica A.

2. Na barra principal da janela do programa Science Workshop, seleccione a opção “File” e, em

seguida, “New”. Escolha depois a opção “Don’t save”. Reiniciou o programa, que fica deste

modo pronto para uma nova experiência.

3. Repita o procedimento dos números 5, 6 e 7 da 1ª parte deste trabalho, escolhendo agora os

novos dispositivos ligados à interface. Quando abrir a janela correspondente à figura 3 deve

seleccionar os dispositivos “Smart Pulley (Linear)” (foto-roldana). No final, deve ter a janela

da experiência indicada na figura 21.

4. Pode seleccionar o ícone da foto-roldana e verificar que o comprimento do arco seleccionado

(spoke arc length) é de 15 mm (figura 22).

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Figura 21

5. Preencha as seguintes Sampling options:

Periodic Samples = Fast at 50 Hz, Digital Timing

= 10000 Hz.

6. Meça, e registe numa tabela de resultados, a

massa do sensor de força e do carro. Monte o

sensor de força sobre o carro.

7. Verifique o bom nivelamento da calha.

8. Coloque um “stop-movimento” perto do extremo da calha onde vai montar a foto-roldana (para a

proteger do carro em movimento). Monte a foto-roldana nesse extremo da calha de modo a que o

topo da roldana fique à altura do gancho do sensor de força (fig. 23).

9. Prenda uma corda ao gancho

do sensor. A corda deve ter

mais cerca de 10 cm do que a

distância que vai do cimo da

foto-roldana até o chão.

10. Prenda um suporte para

massas do outro lado da

corda. Coloque a corda que

Figura 22

Figura 23

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liga o carro e o suporte de massas sobre a foto-roldana. Ajuste a foto-roldana de modo a que a

parte da corda ligada ao carro, antes de passar pela foto-roldana, fique paralela à calha.

11. Coloque uma massa de valor conhecido no fim da corda. Ajuste a posição do

“stop-movimento” de modo a que a massa fique logo acima do chão quando o carro pára nessa

barreira.

NOTA - Não é necessário calibrar a foto-roldana.

12. Calibre o sensor de força do modo indicado na 2ª parte deste trabalho, mas agora mantendo-o

na posição em que vai ser utilizado nesta experiência, apenas tirando e repondo o fio com o

suporte de massas e a massa marcada.

ATENÇÃO – Não esquecer que o sensor de força deve ser calibrado com uma massa de valor

superior à que será usada posteriormente, no decorrer da experiência.

13. Prepare um gráfico da força (N) em função da distância e uma tabela com os valores da

velocidade (ms-1), como representado na figura 24.

14. Quando estiver preparado para começar a adquirir dados, afaste o carro da foto-roldana até que

o suporte da massa quase toque a roldana.

Figura 24

15. Rode a foto-roldana para uma posição em que o feixe fotoeléctrico fique “desbloqueado” (a luz

do LED da célula fotoeléctrica apaga-se).

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16. Inicie o registo de dados.

17. Liberte o carro para que ele possa ser puxado pela massa suspensa. O registo automático dos

dados tem início logo que a foto-roldana é bloqueada pela primeira vez.

18. Pare o registo de dados antes do suporte com a massa chegar à altura mínima. Run #1 aparecerá

na lista de dados da janela.

19. Carregue na tabela para a activar. Seleccione a opção Estatística no menu da tabela. Na parte

inferior da tabela aparecerá Min (mínimo), Max (máximo), Mean (média) e Std. Dev (desvio

padrão).

20. Registe o valor Max (ou vf) da velocidade final do Run #1 na tabela de dados e calcule a

variação da energia cinética do sistema carro + sensor de força.

21. Seleccione a janela do gráfico para a tornar activa. Seleccione o botão Estatística do menu do

gráfico. Seleccione o botão Escala Automática, Menu de Estatística e, finalmente, seleccione

Integração.

22. Registe o valor da integração da área correspondente à variação da força em função da posição.

A que grandeza corresponde essa área? Como conhece, por “via directa”, a força aplicada ao

carro (se desprezar a existência de atrito), determine o valor que “esperava” medir para essa

mesma área, compare e comente os dois resultados encontrados.

23. Compare os resultados obtidos (experimentais e por “via directa”) com os do ponto 20 e

comente-os.

24. Se for possível, imprima o gráfico da experiência.

Relatório Elabore um relatório desta parte do trabalho efectuado, no qual deve incluir:

• o objectivo desta parte do trabalho (4 a 5 linhas); • os resultados experimentais obtidos (organizados em tabelas e gráficos sempre que

possível); • o tratamento matemático adequado desses resultados e a discussão/comentário dos mesmos.